CN1780987A - 控制包含几个压缩机的压缩空气设备的方法、应用于此的控制箱和应用该方法的压缩空气设备 - Google Patents

控制包含几个压缩机的压缩空气设备的方法、应用于此的控制箱和应用该方法的压缩空气设备 Download PDF

Info

Publication number
CN1780987A
CN1780987A CNA2004800116695A CN200480011669A CN1780987A CN 1780987 A CN1780987 A CN 1780987A CN A2004800116695 A CNA2004800116695 A CN A2004800116695A CN 200480011669 A CN200480011669 A CN 200480011669A CN 1780987 A CN1780987 A CN 1780987A
Authority
CN
China
Prior art keywords
compressor
pressure
mentioned
several
compressed air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2004800116695A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100425835C (zh
Inventor
约翰·格奥尔格·乌尔班·皮特森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atlas Copco Airpower NV
Original Assignee
Atlas Copco Airpower NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlas Copco Airpower NV filed Critical Atlas Copco Airpower NV
Publication of CN1780987A publication Critical patent/CN1780987A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100425835C publication Critical patent/CN100425835C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/02—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids specially adapted for several pumps connected in series or in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
    • F04B41/06—Combinations of two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00—Control of fluid pressure
    • G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
    • G05D16/2066—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using controlling means acting on the pressure source
    • G05D16/2073—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using controlling means acting on the pressure source with a plurality of pressure sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/03—Pressure in the compression chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/12—Kind or type gaseous, i.e. compressible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/301—Pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00—Pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

用于调整包括几个压缩机的压缩空气设备的方法，压缩空气设备主要包括两个或多个所谓的“负载/空载”型和/或涡轮压缩机(3)型和/或转速可变压缩机(4)型的电驱动压缩机(2－3－4)，由此这些压缩机(2－3－4)分别通过其出口(5－6－7)连接到一个单独的压缩空气网(8)，其特征在于该方法使用了一个控制箱(28)，该控制箱(28)能够在设置的目标压力(PS)周围调整上述压缩空气网(8)中的压力(P)，由此通过控制一个或几个上述压缩机(2－3－4)的流量(Q)进行上述调整，特别是为了在压力下降太多时增加压缩机(2－3－4)供应的总流量，以及为了在压力变得太高时降低总供应流量。

Description

控制包含几个压缩机的压缩空气设备的方法、 应用于此的控制箱和应用该方法的压缩空气设备
技术领域
本发明涉及一种控制包含几个压缩机的压缩空气设备的方法。
背景技术
这种包括几个压缩机的压缩空气设备是已知的，由此至多组合一或两种不同类型的压缩机，压缩机通过其各自的出口连接到一个单独的压缩空气网，并且每一个在不同的开关压力下级联开和关，从而防止同时打开和关闭所述几个压缩机，这种同时的开和关会在压缩空气网中引起巨大波动。
这种控制包含几个压缩机的压缩空气设备中的压缩机的方法的缺点在于，压缩空气网中的总流量和压力仍然会经受大的波动。
一个相关的缺点是，由于压缩空气网中大的压力波动，平均压力与所需最小压力相比较大，这导致压缩空气网中能耗大，以及泄漏损失较大。
已知方法的另一个缺点是：上面提到的控制没有考虑每个分离压缩机的最优工作条件，而且压缩机常常工作在其最优工作范围之外，比较而言，此时它们消耗多得多的能量，而且磨损更快。
另一个缺点是每次开关压缩机对所涉及压缩机的功耗和使用年限是不利的。
还有一个缺点是：这种方法不适合在单个压缩空气设备中组合两种以上不同类型的压缩机。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对上述及其它缺点的解决方案，本发明提供一种方法，使得能够控制包含一、两或三种不同类型压缩机的压缩空气设备，从而实现在平均设定值周围和在设定的最小压力与设定的最大压力之间的极窄范围内的压力调整，以便平均压力相对接近最小压力，这对压缩空气设备中的功耗和通过泄漏造成的气体损失是有利的。
为此，本发明涉及一种调整包括几个压缩机的压缩空气设备的方法，该压缩空气设备主要包括两个或更多被称为“负载/空载”压缩机型和/或涡轮压缩机型和/或转速可变压缩机型的电驱动压缩机，由此这些压缩机通过其出口连接到一个单独的压缩空气网，而且由此每个压缩机配备一个或几个控制单元，因此该方法使用了一个控制箱，该控制箱上连接有上述压缩空气网的一个压力传感器，该控制箱使得能够在设定的目标压力周围和在由设定的最小压力和设定的最大压力限定的压力区间内调整上述压缩空气网中的压力，由此通过控制一个或几个上述压缩机的流量实现上述调整，特别是为了在压力下降太多时增加压缩机供应的总流量，以及为了在压力变得太高时降低总的供应流量。
优选地，在控制箱的存储器中预先存储一个用于该压缩空气设备中每个压缩机或每种压缩机的评估表，由此对所涉及压缩机的每一种工作条件，估计上述控制指令的影响，以及由此对于所涉及压缩机的每一个控制指令给出一个分值，当该指令的影响对压缩空气设备的输出有利时该分值是正数，当上述影响不利时是负数，其绝对值在有利或不利影响较大时都是比较大的。
以这种方式，根据所述评估表，任何时候只要关心压缩空气设备的输出，就能够检查什么控制指令具有最高分，而且能够通过一个算法计算这个最佳分值，然后通过控制箱执行对应的控制指令。
本发明还涉及一种控制箱，用于根据本发明的方法调整包括一个或几个压缩机的压缩空气设备，该控制箱主要配备有至一个或几个压缩机控制单元的连接装置，以及配备有压缩空气设备的一个压力传感器；存储器，其中可以存储一个评估表，其分值由用户输入；运算单元，其具有能够比较上述分值的算法，并给出一个作为最高选定分值的函数的控制指令。
此外，本发明还涉及一种应用根据本发明的方法的压缩空气设备，其主要包括一个或几个被称为“负载/空载”型的压缩机；一个或几个涡轮压缩机型压缩机；一个或几个和/或转速可变型压缩机，由此这些压缩机分别通过其出口连接到一个单压缩空气网，而且由此每个压缩机配备一个或几个控制单元和一个压力传感器；最后，包括一个控制箱，其连接到上述控制单元中的一个或几个和上述压力传感器。
这种包含三种不同类型压缩机的压缩空气设备具备的优点是可以非常精确的调整压力和输出。
附图说明
为了更好的解释本发明的特性，将参照附图描述根据本发明的两个优选压缩空气设备，以及根据本发明的方法的一个优选应用，只是作为例子，没有任何限制，其中：
图1示意性显示了一种包括几个压缩机，能够应用根据本发明的方法的压缩空气设备；
图2和3分别显示了在图1中分别用F2和F3表示的压缩机的运行曲线；
图4显示了压力作为时间函数的发展；
图5显示图1的一个变体。
具体实施方式
在图1中，压缩空气设备1以举例的方式显示为包括三个不同的压缩机，具体地是“负载/空载”型第一压缩机2、涡轮型第二压缩机3和转速可变型第三压缩机4，由此这些压缩机通过其各自出口5-6-7连接到一个单独的压缩空气网8。
在这种情况下，“负载/空载”型压缩机2包含一个连接到电动机10的压缩机元件9。
在压缩机元件9的进气口中安装一个受控进气阀11，进气阀11有一个打开位置和一个关闭位置，同时在排气装置5中安装一个受控排气阀12，排气装置5具有向环境空气开放的出口13。
电动机10、进气阀11和排气阀12通过电导体14连接到一个控制元件15，控制元件15可以发出控制指令来启动和停止电动机10、打开和关闭进气阀11、将排气阀12置于特定位置，从而使压缩机分别以负载、空载方式工作。
该压缩机2具有三种可能的运行方式，即停止、负载和空载运行。
控制元件15从某些探头和仪表接收多个信号16，为清楚起见没有在图中显示探头和仪表，它们例如测量转速、电动机10吸收的电功率、出口5处的压力和温度，等等。
涡轮型压缩机3包括一个耦接到电动机18的压缩机元件17。
在压缩机3的进气口处安装一个受控进气阀19，进气阀19有一个打开和一个关闭位置，而在出口6中安装一个排气阀20，出口6具有一个至环境空气的自由出口21。
压缩机3配备有一个控制元件22，该控制元件22通过导线14电连接到电动机18以及进气阀19和排气阀17，由此控制元件22可以发出必要的控制指令，以启动和停止电动机16、打开和关闭进气阀19以及将排气阀20置于特定位置。
图2显示了压缩机3的运行曲线，该曲线显示了所谓的消耗率SE，或者换句话说每单位所供应的气动功率的吸收功率，作为供气流量Q的函数。
消耗率SE越小，压缩机的输出越好。
从图2可以清楚看出，压缩机3可以运行在两个极限运行点A和B之间，由此在这个运行区域A-B的左边，排气阀20是打开的，但是在运行区域A-B之内，流量是由进气阀19的位置确定的。
与控制元件15的方式类似，为控制元件22提供多个与压缩机3的转速、吸收功率等相关的测量信号。
转速可变型压缩机4包括一个压缩机元件24，该压缩机元件24耦接到电动机25，该电动机25通过电导线14连接到一个控制元件26，提供例如频率控制，从而能够以连续方式调整电动机25的转速，而且能够启动和停止电动机25。
图3显示了工作范围位于点C和D之间的这个压缩机4的运行曲线，由此通过控制电动机25的转速可以获得位于该范围C-D内的工作点。
实际上，目的是使压缩机工作在中心工作区E-F，在此处消耗率最低，而且在任何情况下都比在有利程度较低的工作区C-E和F-D低得多。
控制元件26接收某些测量信号27，例如电动机25的转速、吸收功率，等等。
压缩空气设备1还配备一个根据本发明的控制箱28，由此该控制箱28通过能够用电导线实现的连接装置28、通过局域网(LAN)中的连接、通过无线连接等连接到上述控制元件15、22和26。
控制箱28有一个存储器29和一个运算单元30，并且在这种情况下连接到一个计算机31等，由此可以直接或通过如因特网等通信网络连接该计算机31。
在压缩空气网8中配备一个压力传感器32，其通过连接装置33连接到控制箱28。
下面将通过几个理论示例来说明根据本发明的方法。
当启动压缩空气设备1时，建立一个评估表，由此对所有上述压缩机2-3-4的控制指令，为所有或某些运行情况给出一个分值，这是关于所述控制指令对压缩空气设备1的输出，从而对其能耗的影响的度量，由此例如对有利的影响给出正分值，对不利影响给出负分值，并且当影响越大时分值都是越高的。
这种关于启动压缩机2-3-4的分值的例子如下：
●启动“负载/空载”型压缩机2给分-50；
●启动涡轮型压缩机3给分-40；
●启动转速可变型压缩机4给分-20。
所有这些分值都是负的，这表示启动压缩机总是对输出有不利影响，启动压缩机2比启动压缩机3更不利，而与启动压缩机4相比甚至更不利。
一个正分值的例子是对应一个如下的控制指令的分值，该控制指令例如将转速可变压缩机4的运行点从图3中有利程度较低的工作区C-E移动到较为有利的工作区E-F。
上述评估表或者是根据压缩机2-3-4的已知特性计算的，或者是以试验方式确定的。
该表存储在控制箱28的存储器27中。
当压缩空气设备1运行时，如图4所示，与在由最大压力PMAX和最小压力PMIN所限定的压力区间内的目标压力PS相关地设定压缩空气网8中的压力，例如压力传感器32处的压力。
这些压力PS、PMAX和PMIN在控制箱28中设定，例如通过计算机31进行设定。
控制箱28通过控制上述压缩机2-3-4中的一个或几个的流量，调整位于上述界限中的压力P，特别是为了在压力P下降太多时增加压缩机2-3-4供应的总流量，以及在压力P上升太多时减少总供应量。
优选地，在压缩空气网8中的压力P上升超过设定的目标压力PS时，控制箱28发出一个增加流量的控制指令，达到设定的最大压力PMAX之前确定的时间长度X，以及当压缩空气网8中的压力P下降到低于设定的目标压力PS时，控制箱28将发出一个降低流量的控制指令，达到设定最小压力PMIN之前确定的时间长度X。
因此，通过连续调整压缩机2-3-4的流量，实现对压缩空气网8中的压力P的非常精确的调整。
为了使流量调整和适合的压缩机2-3-4的选择最优化，在控制箱28中提供一个算法，具体说是在运算单元30中，该算法周期性地或连续地比较所有压缩机2-3-4的所有控制指令的分值，这会得到一个合适的流量变化，从而使压力P较接近于目标值PS。
所述算法通过这种比较判断根据最高分值实际执行哪一个控制指令，因此总是选择最有利的解决方案。
如果，例如，通过调整压缩机3和压缩机4两者的流量能够实现流量增加，则会选择具有最高分值的压缩机3-4。
优选地，在选择最有利的控制指令时，该算法还将考虑能够按所需方向引导总流量的一个或几个压缩机2-3-4的组合控制指令的总分值，由此接着执行这个具有最高分值的简单或组合的控制指令。
以这种方式，例如还考虑组合控制指令，由此单个压缩机，例如压缩机2的流量增加，而同时另一个压缩机，例如压缩机3流量下降，从而达到使压力P更接近目标压力PS的总体效果。
为了选择最有利的控制指令，控制指令的上述分值可以被增加一个值，该值等于控制指令之前的供应流量和控制指令之后的假设供应流量之间的差乘以一个加权因子，如根据所述算法计算的那样。
如果上述加权因子的值例如是-1，则使流量增加50单位的控制指令会得到分值-50，而使流量增加30单位的控制指令会得到一个更为有利的分值-30，这样，当选择适合的控制指令时，也会考虑某个控制指令的影响的分值。
优选地，在选择最佳控制指令时，还要考虑所谓的流量偏差，即，在假设实现所涉及控制指令之后供应流量和所需流量之间的差，该流量偏差可以由控制箱28计算。
显然，认为小流量偏差比大流量偏差更有利。
实际上，据发现，导致负流量偏差的控制指令比意味着正流量偏差的控制指令更有利。
所述算法通过赋给所涉及的控制指令一个附加的分值来将这些数据考虑进去，其中，该附加分值等于流量偏差乘以一个负加权因子，其绝对值在上述差值为正的情况下比该差值为负的情况要大。
根据本发明的特殊特性，可以使控制箱28在选择控制指令时考虑所有压缩机必须磨损到相同的程度。
这是通过将控制指令的分值加上一个值实现的，该值等于所涉及压缩机2-3-4工作小时数乘以一个负加权因子。
因此，当选择该算法时，工作小时数较多的压缩机相对于工作小时少的压缩机2-3-4处于不利地位。
以相同的方式，可以给予控制箱28选择压缩机2-3-4的某一优先级，由此将会赋给具有优先级的特定压缩机较高的附加优先级值，所需优先级越高，该值都越大。
而且，通过把启动优先级给予每个压缩机，可以在启动压缩机2-3-4时施加强制优先级。其中，该启动优先级在乘以一个负加权因子之后加到上述的控制指令分值。
因此，具有最大优先级的启动优先级1的压缩机比具有较小启动优先级3的压缩机负向得分少。
显然，以这种方式，也可以在控制箱28上应用除上述之外的其它准则和优先级，而且例如也可以在控制箱28中内装一个时钟，这样当控制压缩空气设备1时，还会考虑工作时间、周末，等等。
通过把上述分值加起来，还可以组合这些准则和优先级，这样，所述算法将会，例如将输出准则以及损耗准则考虑在内，由此加权因子决定对于一个或其它准则的重要性。
以这种方式，可以以非常简单和灵活的方式有益地利用压缩空气设备1，因此用户可以按需要对控制箱28编程。
可通过计算机31或经由因特网等通过远程计算机来对控制盒编程。
当然，控制箱28自身也可以配备键盘和屏幕，这样，在这种情况下不一定需要通过独立的计算机31来编程。
图5显示了压缩空气设备1的一种变体，在这种情况下其不同之处在于：速度可变型压缩机4也配备了一个可控进气阀34和一个具有在空气中的自由排气装置36的可控排气阀35，进气阀34和排气阀35连接到控制元件26。
当然，这些附加控制单元34-35可以由控制箱28控制，这样，通过设置压缩机2-3-4的流量，可以更为精确地调整压缩空气网8中的压力。
虽然图中压缩空气设备1包括三种不同类型的压缩机2-3-4，但不排除在包括几个压缩机的压缩空气设备中只使用一种或两种压缩机。
也不排除以无论什么组合应用三种以上的压缩机，只要使用的压缩机类型是关心的。
也不排除以无论什么组合将上述压缩机类型与具有部分负载型压缩机的调整进气口或出口的这一类压缩机组合在一起。
压缩机也不一定要配备所有上述控制单元(11-12-15-19-20-22-26-34-35)，当然，它们也可以配备其它控制单元，控制单元可以由控制箱28运行，或者不由其运行。
虽然附图一直显示单级压缩机，但也可以是使用了相互串联或并联的几个压缩机元件的多级压缩机。
显然，本发明还可以应用于其它用于压缩除空气之外的气体的压缩机设备。
本发明决不会受限于上述作为例子描述的方法、控制箱和压缩空气设备；相反，可以根据几个仍然在本发明范围之内的变体得到这种方法、控制箱和压缩空气设备。

Claims (13)

1、用于调整包括几个压缩机的压缩空气设备的方法，该压缩空气设备(1)主要包括两个或多个所谓的“负载/空载”压缩机(2)型和/或涡轮压缩机(3)型和/或转速可变压缩机(4)型的电驱动压缩机(2-3-4)，由此这些压缩机(2-3-4)各自通过其出口(5-6-7)连接到一个单独的压缩空气网(8)，并且由此每个压缩机(2-3-4)配备一个或几个控制单元(11-12-15-19-20-22-26-34-35)，其特征在于：该方法使用一个控制箱(28)，该控制箱(28)连接有一个上述压缩空气网(8)的压力传感器(32)，该控制箱(28)能够在将被设置的目标压力(PS)周围和由将被设置的最小压力(PMIN)和将被设置的最大压力(PMAX)所限定的压力区间内调整上述压缩空气网(8)中的压力(P)，由此通过控制一个或几个上述压缩机(2-3-4)的流量(Q)进行上述调整，特别是为了在压力下降太多时增加压缩机(2-3-4)供应的总流量，以及为了在压力变得太高时降低总供应流量。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于：控制箱(28)通过向压缩机的上述控制单元(11-12-15-19-20-22-26-34-35)给出至少一个控制指令来控制压缩空气网(1)的总流量，所述控制指令可以包括：启动和/或停止一个或几个压缩机(2-3-4)；打开或关闭一个或几个压缩机的受控进气阀(11-19)；将一个或几个压缩机(2-3-4)的排气阀(12-20)打开或关闭到更多或更少的程度；以及调整一个或几个压缩机(2-3-4)的转速。
3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于：该方法包括当压缩空气网(8)中的压力(P)上升到高于设置的目标压力(PS)时，控制箱(28)会增加总流量，达到设置的最大压力(PMAX)之前确定的时间长度，以及当压缩空气网(8)中的压力(P)下降到低于设置的目标压力(PS)时，控制箱(28)会减少总流量，达到设置的最小压力(PMIN)之前确定的时间长度。
4、根据前面任一个权利要求的方法，其特征在于：事先在控制箱(28)的存储器中存储一个用于压缩空气设备中每一个压缩机(2-3-4)或每种压缩机的评估表，由此对所涉及压缩机(2-3-4)的每一种工作条件估计前述控制指令的影响，以及由此对所涉及压缩机的每一个控制指令赋给一个分值，当该指令的影响对压缩空气装置(1)的输出有利时该值为正，当上述影响不利时该值为负，有利或不利影响越大，该分值的绝对值都越大。
5、根据权利要求4的方法，其特征在于：在压缩空气设备(1)运行时，为了选择分值的最有利的控制指令，可以通过算法周期性地或连续地相互比较所有能够按所需方向引导总流量从而使压缩空气网(8)中的压力(P)更接近设置的目标压力(PS)的正控制指令的分值，此后可以实现所涉及的具有最高分值的控制指令。
6、根据权利要求5的方法，其特征在于：当选择最有利的控制指令时，该算法还考虑能够按所需方向引导总流量的一个或几个压缩机(2-3-4)的组合控制指令的总分值，由此，随后执行具有这个最高分值的控制指令或组合控制指令。
7、根据权利要求5或6的方法，其特征在于：为了选择最有利的控制指令，将上述的控制指令分值增加一个值，该值等于假设执行所涉及控制指令之后供应流量和所需流量之间的差乘以一个负加权因子，该负加权因子的绝对值在上述差值为正的情况下比在该差值为负的情况下要大。
8、根据权利要求5到7中任一个的方法，其特征在于：为了选择最有利的控制指令，将上述控制指令分值增加一个值，该值等于控制指令之前的供应流量和控制指令之后的假设供应流量之间的差乘以一个负加权因子。
9、根据权利要求5到8中任一个的方法，其特征在于：如果需要所有压缩机(2-3-4)均匀磨损，则将上述分值加上一个值，该值等于所涉及压缩机(2-3-4)工作小时数乘以一个负加权因子。
10、根据权利要求5到9中任一个的方法，其特征在于：如果需要一个启动压缩机(2-3-4)的强制优先级，则给予上述压缩机一个启动优先级，该启动优先级在与一个负加权因子相乘后加到上述分值。
11、根据权利要求5到10中任一个的方法，其特征在于：如果一个压缩机(2-3-4)需要低选择优先级，则为该压缩机的上述分值加上一个正值，因为优先级低，所以该值都比较高。
12、用于根据前述权利要求之一的方法调整包括一个或几个压缩机(2-3-4)的压缩空气设备的控制箱，其特征在于该控制箱主要配备有：至压缩机(2-3-4)的一个或几个控制单元(11-12-15-19-20-22-26-34-35)的连接装置，用于连接该控制箱(28)以及该压缩空气设备(1)的一个压力传感器(32)；存储器(29)，其中可存储一个评估表，其分值由用户输入；运算单元(30)，其具有的算法能够比较上述分值并给出作为最高选择分值的函数的控制指令。
13、应用根据权利要求1到11中任一个方法的压缩空气设备，其特征在于它主要包括：一个或几个所谓的“负载/空载”型压缩机(2)；一个或几个涡轮压缩机型压缩机(3)；一个或几个转速可变型压缩机(4)，由此这些压缩机(2-3-4)通过其出口(5-6-7)各自连接到一个单独的压缩空气网(8)，以及由此，每个压缩机(2-3-4)配备一个或几个控制单元(11-12-15-19-20-22-26-34-35)；压力传感器(32)；以及，控制箱(28)，其连接到上述控制单元中的一个或几个并连接到上述压力传感器(32)。
CNB2004800116695A 2003-04-04 2004-04-01 控制包含几个压缩机的压缩空气设备的方法、应用于此的控制箱和应用该方法的压缩空气设备 Expired - Lifetime CN100425835C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2003/0215 2003-04-04
BE2003/0215A BE1015460A3 (nl) 2003-04-04 2003-04-04 Werkwijze voor het sturen van een persluchtinstallatie met meerdere compressoren, stuurdoos daarbij toegepast, en persluchtinstallatie die deze werkwijze toepast.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1780987A true CN1780987A (zh) 2006-05-31
CN100425835C CN100425835C (zh) 2008-10-15

Family

ID=33102778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004800116695A Expired - Lifetime CN100425835C (zh) 2003-04-04 2004-04-01 控制包含几个压缩机的压缩空气设备的方法、应用于此的控制箱和应用该方法的压缩空气设备

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7955056B2 (zh)
EP (1) EP1629199B1 (zh)
JP (1) JP4468944B2 (zh)
KR (1) KR100726203B1 (zh)
CN (1) CN100425835C (zh)
BE (1) BE1015460A3 (zh)
BR (1) BRPI0409168B1 (zh)
CA (1) CA2520823C (zh)
DK (1) DK1629199T3 (zh)
WO (1) WO2004088140A1 (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102392814A (zh) * 2011-11-27 2012-03-28 中国北车集团大连机车车辆有限公司 机车螺杆压缩机组控制装置
CN103375406A (zh) * 2012-04-27 2013-10-30 阿耐思特岩田株式会社 压缩气体供给单元
CN103807153A (zh) * 2012-11-09 2014-05-21 软控股份有限公司 一种自动控制节能系统及其控制方法
CN103807158A (zh) * 2014-02-25 2014-05-21 大连理工大学 高压下微小流量连续调节系统
CN104295477A (zh) * 2013-08-05 2015-01-21 Spng有限公司 多个空气压缩机的集成控制运行方法
CN105917122A (zh) * 2013-11-25 2016-08-31 伍德沃德有限公司 用于串联压缩机的负载分配控制
CN110107525A (zh) * 2018-12-10 2019-08-09 杭州能源投资管理有限公司 一种离心式空压站系统压力的控制方法
CN115059605A (zh) * 2022-08-17 2022-09-16 蘑菇物联技术（深圳）有限公司 用于对被控系统进行控制的方法、设备和介质

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100617636B1 (ko) * 2004-12-28 2006-09-01 에어파워코리아(주) 다중 터보 공기 압축기 제어 시스템 및 그 방법
BE1017230A3 (nl) * 2006-07-18 2008-05-06 Atlas Copco Airpower Nv Werkwijze voor het sturen van een persluchtinstallatie en controller en persluchtinstallatie voor het toepassen van zulke werkwijze.
JP5210147B2 (ja) * 2008-01-24 2013-06-12 株式会社荏原製作所 給水装置
DE102008064490A1 (de) * 2008-12-23 2010-06-24 Kaeser Kompressoren Gmbh Verfahren zum Steuern einer Kompressoranlage
DE102008064491A1 (de) * 2008-12-23 2010-06-24 Kaeser Kompressoren Gmbh Simulationsgestütztes Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung von Druckluftstationen
US8302625B1 (en) * 2011-06-23 2012-11-06 General Electric Company Validation of working fluid parameter indicator sensitivity in system with centrifugal machines
DE102011111188A1 (de) 2011-08-25 2013-02-28 Khs Gmbh Vakuumeinrichtung für Anlagen zur Behandlung von Behältern, Anlage zur Behandlung von Behältern sowie Verfahren zur Steuerung einer Vakuumeirichtung
KR101127571B1 (ko) * 2011-12-23 2012-03-23 에어파워코리아(주) 다중 압축기의 제어시스템
DE102013113555A1 (de) 2013-12-05 2015-06-11 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Kompressorsystem und Verfahren zum Betrieb des Kompressorsystems in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Schienenfahrzeugs
CN106523330B (zh) * 2015-09-11 2019-09-20 宝山钢铁股份有限公司 一种多系统空压站压缩空气并网运行压差补偿控制方法
CN106523329B (zh) * 2015-09-11 2019-09-20 宝山钢铁股份有限公司 一种多系统空压站压缩空气并网节能运行方法
US10590937B2 (en) * 2016-04-12 2020-03-17 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Compressed air system and method of operating same
CN106246520B (zh) * 2016-08-12 2019-03-05 中广核工程有限公司 一种核电厂除盐水泵的自动控制装置和方法
WO2018185514A1 (en) 2017-04-06 2018-10-11 Carrier Corporation A method for reducing the maximum inrush current of a compressor system comprising multiple asynchronous electrical motors and a compressor system for implementing this method
JP6889604B2 (ja) * 2017-04-26 2021-06-18 株式会社神戸製鋼所 圧縮空気貯蔵発電装置
US11624326B2 (en) 2017-05-21 2023-04-11 Bj Energy Solutions, Llc Methods and systems for supplying fuel to gas turbine engines
RU2768132C2 (ru) * 2018-01-23 2022-03-23 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Управление множеством насосных установок для гидроразрыва пласта для обеспечения плавной коррекции общего расхода
EP3768980A1 (en) 2018-03-20 2021-01-27 Enersize Oy A method for designing, gauging and optimizing a multilpe compressor system with respect to energy efficiency
EP3768979B1 (en) * 2018-03-20 2024-03-27 Enersize Oy A method for analyzing, monitoring, optimizing and/or comparing energy efficiency in a multiple compressor system
US20220161186A1 (en) * 2019-04-24 2022-05-26 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Compressor installation and method for delivering a compressed gas
US11408418B2 (en) * 2019-08-13 2022-08-09 Rockwell Automation Technologies, Inc. Industrial control system for distributed compressors
CA3092865C (en) 2019-09-13 2023-07-04 Bj Energy Solutions, Llc Power sources and transmission networks for auxiliary equipment onboard hydraulic fracturing units and associated methods
US11015594B2 (en) 2019-09-13 2021-05-25 Bj Energy Solutions, Llc Systems and method for use of single mass flywheel alongside torsional vibration damper assembly for single acting reciprocating pump
CA3191280A1 (en) 2019-09-13 2021-03-13 Bj Energy Solutions, Llc Methods and systems for supplying fuel to gas turbine engines
US10895202B1 (en) 2019-09-13 2021-01-19 Bj Energy Solutions, Llc Direct drive unit removal system and associated methods
US11002189B2 (en) 2019-09-13 2021-05-11 Bj Energy Solutions, Llc Mobile gas turbine inlet air conditioning system and associated methods
US12065968B2 (en) 2019-09-13 2024-08-20 BJ Energy Solutions, Inc. Systems and methods for hydraulic fracturing
US10815764B1 (en) 2019-09-13 2020-10-27 Bj Energy Solutions, Llc Methods and systems for operating a fleet of pumps
CA3092859A1 (en) 2019-09-13 2021-03-13 Bj Energy Solutions, Llc Fuel, communications, and power connection systems and related methods
US11555756B2 (en) 2019-09-13 2023-01-17 Bj Energy Solutions, Llc Fuel, communications, and power connection systems and related methods
NL2025046B1 (nl) 2020-03-04 2021-10-14 Valentin Peter Werkwijze en inrichting voor het regelen van meerdere op een persluchtinstallatie aangesloten compressoren
US11708829B2 (en) 2020-05-12 2023-07-25 Bj Energy Solutions, Llc Cover for fluid systems and related methods
US10968837B1 (en) 2020-05-14 2021-04-06 Bj Energy Solutions, Llc Systems and methods utilizing turbine compressor discharge for hydrostatic manifold purge
US11428165B2 (en) 2020-05-15 2022-08-30 Bj Energy Solutions, Llc Onboard heater of auxiliary systems using exhaust gases and associated methods
US11208880B2 (en) 2020-05-28 2021-12-28 Bj Energy Solutions, Llc Bi-fuel reciprocating engine to power direct drive turbine fracturing pumps onboard auxiliary systems and related methods
US11109508B1 (en) 2020-06-05 2021-08-31 Bj Energy Solutions, Llc Enclosure assembly for enhanced cooling of direct drive unit and related methods
US11208953B1 (en) 2020-06-05 2021-12-28 Bj Energy Solutions, Llc Systems and methods to enhance intake air flow to a gas turbine engine of a hydraulic fracturing unit
US11066915B1 (en) 2020-06-09 2021-07-20 Bj Energy Solutions, Llc Methods for detection and mitigation of well screen out
US11111768B1 (en) 2020-06-09 2021-09-07 Bj Energy Solutions, Llc Drive equipment and methods for mobile fracturing transportation platforms
US10954770B1 (en) 2020-06-09 2021-03-23 Bj Energy Solutions, Llc Systems and methods for exchanging fracturing components of a hydraulic fracturing unit
US20210388830A1 (en) * 2020-06-12 2021-12-16 Deere & Company Demand based hydraulic pump control system
US11933153B2 (en) 2020-06-22 2024-03-19 Bj Energy Solutions, Llc Systems and methods to operate hydraulic fracturing units using automatic flow rate and/or pressure control
US11028677B1 (en) 2020-06-22 2021-06-08 Bj Energy Solutions, Llc Stage profiles for operations of hydraulic systems and associated methods
US11939853B2 (en) 2020-06-22 2024-03-26 Bj Energy Solutions, Llc Systems and methods providing a configurable staged rate increase function to operate hydraulic fracturing units
US11125066B1 (en) 2020-06-22 2021-09-21 Bj Energy Solutions, Llc Systems and methods to operate a dual-shaft gas turbine engine for hydraulic fracturing
US11473413B2 (en) * 2020-06-23 2022-10-18 Bj Energy Solutions, Llc Systems and methods to autonomously operate hydraulic fracturing units
US11466680B2 (en) 2020-06-23 2022-10-11 Bj Energy Solutions, Llc Systems and methods of utilization of a hydraulic fracturing unit profile to operate hydraulic fracturing units
US11149533B1 (en) 2020-06-24 2021-10-19 Bj Energy Solutions, Llc Systems to monitor, detect, and/or intervene relative to cavitation and pulsation events during a hydraulic fracturing operation
US11220895B1 (en) 2020-06-24 2022-01-11 Bj Energy Solutions, Llc Automated diagnostics of electronic instrumentation in a system for fracturing a well and associated methods
US11193361B1 (en) 2020-07-17 2021-12-07 Bj Energy Solutions, Llc Methods, systems, and devices to enhance fracturing fluid delivery to subsurface formations during high-pressure fracturing operations
US11639654B2 (en) 2021-05-24 2023-05-02 Bj Energy Solutions, Llc Hydraulic fracturing pumps to enhance flow of fracturing fluid into wellheads and related methods
CN114412765B (zh) * 2021-12-24 2023-11-14 中山市艾能机械有限公司 一种空压机联控方法、系统及存储介质
CN118188443A (zh) * 2024-03-15 2024-06-14 中能建数字科技集团有限公司 一种储气库压缩机集群控制方法和系统

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4152902A (en) * 1976-01-26 1979-05-08 Lush Lawrence E Control for refrigeration compressors
US4325223A (en) * 1981-03-16 1982-04-20 Cantley Robert J Energy management system for refrigeration systems
US4502842A (en) * 1983-02-02 1985-03-05 Colt Industries Operating Corp. Multiple compressor controller and method
BE1011122A3 (nl) * 1997-04-22 1999-05-04 Atlas Copco Airpower Nv Besturingsinrichting van een compressorinstallatie.
JP3406514B2 (ja) 1998-04-24 2003-05-12 株式会社日立製作所 圧縮機の容量調節方法およびその装置
JP3547314B2 (ja) 1998-06-02 2004-07-28 株式会社日立産機システム 圧縮空気製造装置
JP4520608B2 (ja) * 2000-09-20 2010-08-11 株式会社日立プラントテクノロジー スクリュー圧縮装置
US6652240B2 (en) * 2001-08-20 2003-11-25 Scales Air Compressor Method and control system for controlling multiple throttled inlet rotary screw compressors
DE10151032A1 (de) * 2001-10-16 2003-04-30 Siemens Ag Verfahren zur Optimierung des Betriebs mehrerer Verdichteraggregate einer Erdgasverdichtungsstation

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102392814A (zh) * 2011-11-27 2012-03-28 中国北车集团大连机车车辆有限公司 机车螺杆压缩机组控制装置
CN103375406A (zh) * 2012-04-27 2013-10-30 阿耐思特岩田株式会社 压缩气体供给单元
CN103807153A (zh) * 2012-11-09 2014-05-21 软控股份有限公司 一种自动控制节能系统及其控制方法
CN104295477A (zh) * 2013-08-05 2015-01-21 Spng有限公司 多个空气压缩机的集成控制运行方法
CN105917122A (zh) * 2013-11-25 2016-08-31 伍德沃德有限公司 用于串联压缩机的负载分配控制
CN105917122B (zh) * 2013-11-25 2017-12-15 伍德沃德有限公司 用于串联压缩机的负载分配控制
US10400776B2 (en) 2013-11-25 2019-09-03 Woodward, Inc. Load sharing control for compressors in series
CN103807158A (zh) * 2014-02-25 2014-05-21 大连理工大学 高压下微小流量连续调节系统
CN103807158B (zh) * 2014-02-25 2016-01-13 大连理工大学 高压下微小流量连续调节系统
CN110107525A (zh) * 2018-12-10 2019-08-09 杭州能源投资管理有限公司 一种离心式空压站系统压力的控制方法
CN115059605A (zh) * 2022-08-17 2022-09-16 蘑菇物联技术（深圳）有限公司 用于对被控系统进行控制的方法、设备和介质
CN115059605B (zh) * 2022-08-17 2022-11-04 蘑菇物联技术（深圳）有限公司 用于对被控系统进行控制的方法、设备和介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN100425835C (zh) 2008-10-15
DK1629199T3 (en) 2016-12-05
KR100726203B1 (ko) 2007-06-11
KR20050120770A (ko) 2005-12-23
CA2520823C (en) 2011-03-22
WO2004088140A1 (en) 2004-10-14
JP4468944B2 (ja) 2010-05-26
JP2006522252A (ja) 2006-09-28
BRPI0409168A (pt) 2006-04-11
US20060257265A1 (en) 2006-11-16
BRPI0409168B1 (pt) 2017-05-09
US7955056B2 (en) 2011-06-07
EP1629199B1 (en) 2016-08-24
EP1629199A1 (en) 2006-03-01
CA2520823A1 (en) 2004-10-14
BE1015460A3 (nl) 2005-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1780987A (zh) 控制包含几个压缩机的压缩空气设备的方法、应用于此的控制箱和应用该方法的压缩空气设备
AU2006287134B2 (en) Installation for high pressure compression with several stages
CN107062563B (zh) 空调风冷机组的控制方法及空调
CN107131614B (zh) 空调风冷机组的控制方法及空调
CN107202011A (zh) 多级压缩机
KR20120085652A (ko) 개선된 다단 원심 압축기
JP6761799B2 (ja) 流体動力学的な流体クラッチを備えた多段式の圧縮機システム及び圧縮機システムの調整方法
CN1609527A (zh) 空调及其控制方法
JP2008255799A (ja) ロータリコンプレッサ及びその運転制御方法
EP1844236B1 (en) A system and a method for capacity control in a screw compressor
US10087944B2 (en) Method for controlling a compressor
US20040247452A1 (en) Method of controlling a plurality of compressors
CN103256213B (zh) 压缩机系统及其运转控制方法
CN108691768B (zh) 用于控制旋转式螺杆压缩机的方法
CA2463662A1 (en) Method for optimizing the operation of a plurality of compressor assemblies of a natural-gas compression station
KR20110136899A (ko) 용적 펌프를 위한 러프 펌핑 방법
CN1818519A (zh) 汽车用空调装置的控制方法
CN1520504A (zh) 空调装置及其操作方法
US20150176489A1 (en) Unknown
KR102032834B1 (ko) 고속 고효율 터보 공기압축기의 압축공기 냉각 제어방법
CN201802627U (zh) 一种新型高效的螺杆式空压机冷却系统
WO2017039248A1 (ko) 풍력을 이용한 유체 압축장치
CN109162923A (zh) 压缩机、空调系统及压缩机的控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Atlas Copco (Wuxi) Compressor Co.,Ltd.

Assignor: ATLAS COPCO AIRPOWER, N.V.

Contract record no.: 2011990000135

Denomination of invention: Method for controlling a compressed air installation comprising several compressors, control box applied thereby and compressed air installation applying this method

Granted publication date: 20081015

License type: Exclusive License

Open date: 20060531

Record date: 20110308

CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20081015